[科普中国]-自流水盆地

概念

自流水盆地又称自流盆地，指具有地下承压蓄水构造的向斜盆地，一般分补给区、承压区、排泄区三部分。它们有不同的承压水面(承压水位)。1

内容自流水盆地中地下水沿其运动的渗透介质和按其透水性可能为均质的或非均质的。通常是非均质的，其中除有不同的透水层外，还有—些不透水层或透镜状夹层。由于渗透介质的构造不同，地下水的运动条件亦不同；若不透水层是与走向一致的，则地下水会分成数个自流水层；若透水层与走向不一致，则地下水绕其流过或从其中溢出。

背斜褶皱对地下水运动有特殊作用，此褶皱可能是掩闭的或不掩闭的。当其窟窿部分被不透水层闭止时称为掩闭褶皱；如果此不透水层被冲垮或是不完整分布的，则此背斜褶皱称为不掩闭褶皱。当掩闭褶皱时，地下水经过其窟窿部分向蓄水层下面流出；当不掩闭褶皱时。地下水沿其两翼上升地表，形成下升泉。因为闭上背斜褶皱会妨碍水运动，故可称为构造洲堤；不掩闭褶皱促进地下水流出地表，可称为水文地质窗。

承压地下水分布地区的地质构造，很多成盆地状，在此盆地中，只要把上一层的隔水层凿穿，地下水就会在承压力的作用下，从钻孔自流上涌，甚至喷出地表。最为典型的是澳大利亚中部的大自流水盆地。2

当山区边缘有单斜的或尖灭的含水层时，可以形成许多特殊的不对称盆地，叫做自流斜地。自流斜地的补给区和排泄区是相邻的，承压区则在边上。这样，在补给区和排泄区联接的地方就不仅可以出现下降泉，而且还可以出现上升泉。水头是在补给区中形成的，水压面由含水层与其上不透水层接触面上的露头的绝对高程决定。这样一来，承压水就会由自流斜地的低洼部分流来(挤出)。因此， 自流水不仅是沿着地层向下运动，而且也向上运动，同时，水可能是朝着突出岩体的一边流去。自流盆地常常是透水层和较不透水的岩层交叠的系统。含水层愈稳定，补给区的面积愈大，补给区与排泄区的高差愈大，则自流层的水量就愈多。3

组成部分每个自流盆地都可以分为以下三个组成部分： ①补给区；②承压区；③排泄区，这三个部分都位于含水组合体的分布范围内，但却有着不同的水文地质条件。

补给区内的含水层一般是稍微向上抬起的，并具有排水的性质，因此，这里的水有自由水面。原则上，和潜水没有区别。

在承压区内地下水能够达到的水位比含水层顶板高。由含水层顶板到这一水位的垂直距离也称为水头。在地形条件有利的情况下，例如在河谷中，承压水位可以高出地面，水能自由地从钻孔中溢出。在高地地区钻孔中的水不能上升到地表。

承压水位还可称为水压面，承压水位的绝对高程等值线(用它可以在图上表示出自流盆地)称为等水压线；补给区内的含水层厚度随着气象因素而变化，承压区则与它不同，自流层的厚度在各个季节内都是不变的。

自流水在排泄区变为上升泉逸出地面。这种泉水的存在说明地貌和水文地质条件得到了有利的组合，因此，应该成为水文地质人员注意的对象。

当有几个含水层时，其中每一个含水层都可能有其各自的受补给条件和迳流条件支配的承压水位。在正地形的情况下(即向斜层与低凹的地形一致时)，水头在下面的含水层中升高；在相反的情况下，下面含水层的承压水位则处在较低的高程上。如果用钻孔或并将两个自流水层贯通，那么，在负地形的情况下水可以由上面的含水层流到下面的含水层中。这样的钻孔和井称为吸水孔和吸水井。

在自流盆地中，补给区位于承压区的旁边，沿着地下迳流方向过去就是承压水层的排泄区。在补给区和排泄区中自流水和潜水有着直接的联系，且含水层愈稳定，补给区的面积愈大，补给区与排泄区的高差愈大，则自流层的水量就愈多。3

分类⑴根据向斜构造的封闭程度，可分封闭型自流盆地和开放型自流盆地两种。封闭型自流盆地向斜构造较完整，地下水径流条件差，水矿化度较高。开放型自流盆地常被断层或水文网切割，地下承压水常沿断层或河谷排泄于地表。由钻孔钻穿自流水盆地上层的隔水层顶板，地下承压水在压力作用下，可自动沿钻孔上涌，当钻孔位置低于承压水面时，地下水可喷出地表，形成自流水。1

⑵按地质构造，自流水盆地可分为两人类：①简单地质构造的盆地；②复杂地质构造的盆地。盆地，向斜层，单斜层中的自流水层属于第—类；复向斜褶皱内的自流水层属于第二类，复向斜褶皱即在向斜褶皱之内或其边缘部分有背斜褶皱层，弯曲，正断层及逆掩断层。4